第四章 电化学基础 单元测试卷（原题卷+解析卷+答题卡+答案卡）

2016-2017学年高二上学期 第四章 电化学基础
单元测试题 答案
一、选择题（本题包括18小题．每小题3分．共54分．每小题只有一个选项符合题意．）
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
C
C
B
D
C
B
C
B
D
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
答案
A
D
A
D
D
B
C
C
二、非选择题（本题包括4小题．共46分）
19.(12分)
（1）负极；氢氧化铁胶体粒子带正电荷； （2）1：2：2：2； （3）Fe+Cu2+Cu+Fe2+； （4）镀件；5.4． 21世纪教育网版权所有
20.(10分)
（1）O2+4e-+2H2O═4OH-；Fe-2e-=Fe2+； （2）O2+4H++4e-═2H2O；2H2-4e-═4H+． 21教育网
21.(12分)
（1）负；Zn-2e-=Zn2+； （2）正极；2H++2e-=H2↑； （3）还原；Cu2++2e-=Cu； （4）1：1． 21cnjy.com
(12分)
（1）C； （2）0.1mol/L； （3）0.4； （4）0.6．
2016-2017学年高二上学期 第四章 电化学基础
单元测试题 答题卷
一、选择题（本题包括18小题．每小题3分．共54分．每小题只有一个选项符合题意．）
题号
1
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4
5
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7
8
9
10
答案
题号
11
12
13
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17
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答案
二、非选择题（本题包括4小题．共46分）
19．(12分)
（1） ； ； 21世纪教育网版权所有
（2）　 　　 　
（3）　 　 　
（4） ； ； 21教育网
20．(12分)
（1） ； ； 21cnjy.com
（2） ； ； 21·cn·jy·com
21．(10分)
（1） ； ； （2） ； ； www.21-cn-jy.com
（3） ； ； 2·1·c·n·j·y
（4） ；
(12分)
（1） ； （2） ；?? （3） ． 【来源：21·世纪·教育·网】
（4） ．
2016-2017学年高二上学期 第四章 电化学基础
单元测试题 解析
一、选择题（本题包括18小题．每小题3分．共54分．每小题只有一个选项符合题意．）
1.下列有关燃料电池的说法正确的是（　　）A.氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能B.燃料电池的能量转化率可达100%C.燃料电池与干电池或蓄电池的主要差别在于反应物不是储存在电池内部，而是由外设装备提供燃料和氧化剂D.氢氧燃料电池工作时氢气在正极被氧化【分析】www.21-cn-jy.com
A、氢氧燃料电池是将化学能转变为电能； B、氢氧电池的能量转化率不是100%； C、燃料电池的燃料和氧化剂从外部供给； D、负极发生氧化反应． 【出处：21教育名师】
【解答】
A、氢氧燃料电池也属于原电池，是将化学能转变为电能的装置，故A错误； B、氢氧燃料电池放电时，只有一部分能量转化为电能，所以能量转化率不是100%，故B错误； C、燃料电池的电极本身不包含活性物质，如氢氧燃料电池，燃料电池的燃料和氧化剂从外部供给，而干电池或蓄电池不是外部提供，故C正确； D、负极发生氧化反应，所以氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化，故D错误； 故选C．
【答案】C
2.把a、b、c、d四块金属片浸泡在稀硫酸中，用导线两两相连可以组成各种原电池．若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，d上有气泡逸出；a、c相连时，a极减轻；b、d相连时，b为正极．则这四种金属活泼性顺序由强到弱的顺序为（　　）A.a＞b＞c＞d?B.a＞c＞b＞d?C.a＞c＞d＞b?D.b＞d＞a＞c【分析】21教育网
原电池中，负极材料为较活泼的金属，发生氧化反应，正极为较不活泼的金属，发生还原反应，以此判断金属的活动性． 【来源：21·世纪·教育·网】
【解答】
若a．b相连时，a为负极，活动性a＞b； c、d相连时，d上有气泡逸出，所以d为正极，c为负极，活动性c＞d； a．c相连a极减轻，a为负极，c为正极，活动性a＞c； b．d相连时b为正极，d为负极，活动性d＞b； 则有活动性a＞c＞d＞b． 故选C．
【答案】C
3.某小组为研究电化学原理，设计如图装置．下列叙述不正确的是（　　）
A.a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出B.a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为：Cu2++2e-═CuC.a和b用导线连接时，电子由铜电极流向铁电极D.无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色【分析】
A．a和b不连接时，Fe与硫酸铜溶液发生置换反应； B．a和b用导线连接时，形成原电池，Fe作负极，Cu作正极； C．a和b用导线连接时，电子由负极经导线流到正极； D．无论a和b是否连接，都发生Fe+Cu2+=Fe2++Cu．
【解答】
A．a和b不连接时，Fe与硫酸铜溶液发生置换反应，则在铁片上有金属铜析出，故A正确； B．a和b用导线连接时，电解质溶液为硫酸铜，形成原电池，Cu作正极，发生还原反应，电极反应为Cu2++2e-=Cu，故B正确； C．a和b用导线连接时，易失电子的金属铁作负极，则铜作正极，电子由负极经导线流到正极，即由铁电极流向铜电极，故C错误； D．无论a和b是否连接，都发生Fe+Cu2+=Fe2++Cu，则溶液从蓝色逐渐变成浅绿色，故D正确； 故选C．
【答案】C
4.下列有关电池的说法不正确的是（　　）A.铅蓄电池属于二次电池B.锂离子电池是一种一次性电池C.氢氧燃料电池可把化学能转化为电能D.镍镉电池中，Cd为负极，NiO(OH)为正极【分析】
A．能充放电的电池属于二次电池； B．锂电池可充电，可循环使用； C．原电池是把化学能转化为电能的装置； D．电极材料是Cd和NiO(OH)，电解质是KOH，电极反应分别是：Cd+2OH--2e-=Cd(OH)2；2NiO(OH)+2H2O+2e-=2Ni(OH)2+2OH-．
【解答】
A．铅蓄电池能充放电，属于二次电池，故A正确； B．锂离子电池能充放电，所以属于二次电池，故B错误； C．原电池是把化学能转化为电能的装置，故C正确； D．电极材料是Cd和NiO(OH)，电解质是KOH，电极反应分别是：Cd+2OH--2e-=Cd(OH)2；2NiO(OH)+2H2O+2e-=2Ni(OH)2+2OH-，Cd被氧化，为负极，NiO(OH)被还原，为正极，故D正确． 故选B．
【答案】B
5.据报道，以硼氢化合物NaBH4（B元素的化合价为+3价）和H2O2做原料的燃料电池，负极材料采用Pt/C．正极材料采用MnO2，可用做空军通信卫星电源，其丁作原理如图所示．下列说法中错误的是（　　）【版权所有：21教育】
A.电池放电时Na+从a极区移向b极区B.电极b采用MnO2，MnO2既做电极材料又有催化作用C.该电池的负极反应为BH4-+8OH- 一8e-═BO2-+6H2OD.每消耗3molH2O2，转移的电子为3mol【分析】
以硼氢化合物NaBH4（B元素的化合价为+3价）和H2O2作原料的燃料电池，电解质溶液呈碱性，由工作原理装置图可知，负极发生氧化反应，电极反应式为BH4-+8OH--8e-=BO2-+6H2O，正极H2O2发生还原反应，得到电子被还原生成OH-，电极反应式为H2O2+2e-=2OH-，结合原电池的工作原理和解答该题． 21cnjy.com
【解答】
A．原电池工作时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，则Na+从a极区移向b极区，故A正确； B．电极b采用MnO2为正极，H2O2发生还原反应，得到电子被还原生成OH-，MnO2既作电极材料又有催化作用，故B正确； C．负极发生氧化反应生成BO2-，电极反应式为BH4-+8OH--8e-=BO2-+6H2O，故C正确； D．正极电极反应式为H2O2+2e-=2OH-，每消耗3molH2O2，转移的电子为6mol，故D错误； 故选D．
【答案】D
6.如图所示，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U型管中．下列分析正确的是（　　）A.K1闭合，铁棒上发生的反应为2H++2e-→H2↑B.K1闭合，石墨棒周围溶液pH逐渐降低C.K2闭合，铁棒不会被腐蚀，属于外加电流的阴极保护法D.K2闭合，电路中通过0.4NA个电子时，两极共产生4.48L气体【分析】
若闭合K1，该装置没有外接电源，所以构成了原电池；组成原电池时，较活泼的金属铁作负极，负极上铁失电子发生氧化反应；石墨棒作正极，正极上氧气得电子生成氢氧根离子发生还原反应；若闭合K2，该装置有外接电源，所以构成了电解池，Fe与负极相连为阴极，碳棒与正极相连为阳极，据此判断．
【解答】
A、若闭合K1，该装置没有外接电源，所以构成了原电池，较活泼的金属铁作负极，负极上铁失电子，Fe-2e-=Fe2+，故A错误； B、若闭合K1，该装置没有外接电源，所以构成了原电池；不活泼的石墨棒作正极，正极上氧气得电子生成氢氧根离子发生还原反应，电极反应式为2H2O+O2+4e-=4OH-，所以石墨棒周围溶液pH逐渐升高，故B错误； C、K2闭合，Fe与负极相连为阴极，铁棒不会被腐蚀，属于外加电源的阴极保护法，故C正确； D、K2闭合，电路中通过0.4NA个电子时，阴极生成0.2mol氢气，阳极生成0.2mol氯气，两极共产生0.4mol气体，状况不知无法求体积，故D错误． 故选C． 2·1·c·n·j·y
【答案】C
7.由铜、锌和稀硫酸组成的原电池工作时，下列说法正确的是（　　）A.电能转化为化学能??? ?????B.铜片上产生大量的气泡C.原电池中锌是正极，发生氧化反应? D.溶液的pH值减小【分析】
在用锌片、铜片和稀硫酸组成的原电池装置中，锌片的活泼性大于铜片的活泼性，所以锌片作负极，负极上锌失电子发生氧化反应，铜片作正极，正极上氢离子得电子发生还原反应，以此解答该题．
【解答】
A．在用锌片、铜片和稀硫酸组成的原电池装置，是将化学能转化为电能，故A错误； B．铜片作正极，正极上氢离子得电子发生还原反应，反应为2H++2e-=H2↑，故B正确； C．铜片作正极，正极上氢离子得电子发生还原反应，故C错误； D．氢离子浓度减小，溶液的pH值增大，故D错误． 故选B． 　　21*cnjy*com
【答案】B
8.硼氢化钠（NaBH4）和H2O2作原料的燃料电池，负极材料采用Pt/C，正极材料采用MnO2，其工作原理如图．下列说法正确的是（　　）
A.电极a为正极，b为负极B.放电时，Na+从b极区移向a极区C.电极b上发生的电极反应为H2O2+2e-═2OH-D.每生成1 mol BO2- 转移6 mol电子【分析】
以硼氢化合物NaBH4（B元素的化合价为+3价）和H2O2作原料的燃料电池，电解质溶液呈碱性，由工作原理装置图可知，负极发生氧化反应，电极反应式为BH4-+8OH--8e-=BO2-+6H2O，正极H2O2发生还原反应，得到电子被还原生成OH-，电极反应式为H2O2+2e-=2OH-，a为正极，b为负极，结合原电池的工作原理和解答该题．
【解答】
A．正极材料采用MnO2，电极b为正极，H2O2发生还原反应，得到电子被还原生成OH-，a为负极，故A错误； B．原电池工作时，阳离子向正极移动，则Na+从a极区移向b极区，故B错误； C．b为正极，电极反应式为H2O2+2e-=2OH-，故C正确； D．根据电极反应式BH4-+8OH--8e-=BO2-+6H2O，每生成1?mol?BO2-转移8mol电子，故D错误； 故选C．
【答案】C
9.将0.2moL AgNO3、0.4moLCu(NO3)2、0.6moLKCl溶于水，配成100mL的溶液，用石墨做电极电解一段时间后，在一极析出0.3moLCu，此时在另一极收集到气体体积为（标况）（）A.4.48L????B.5.6L????C.6.72L????D.7.84L【分析】
依据电解原理和电解质溶液中离子放电顺序分析得到先后发生的反应：Cu2++2Cl-Cu+Cl2↑①，2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+②，在阴极析出0.3moLCu，可以计算转移电子的量，依据电子守恒列式计算另一极得到的气体的物质的量．
【解答】
三种物质溶于水时，AgNO3与KCl反应后溶液中含有0.2?mol?KNO3、0.4?mol?Cu（NO3）2和0.4?mol?KCl．当有0.3?mol?Cu生成时，先后发生反应：Cu2++2Cl-Cu+Cl2↑①，2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+②，在阳极上先后生成Cl2和O2．n（Cl2）=n（KCl）=×0.4?mol=0.2?mol，根据电子守恒有：0.3?mol×2=0.2?mol×2+4n（O2），解得n（O2）=0.05?mol，所以阳极共产生气体体积为（0.2?mol+0.05?mol?）×22.4?L?mol-1=5.6L． 故选B． 【来源：21cnj*y.co*m】
【答案】B
10.最近有研究人员利用隔膜电解法处理高浓度的乙醛废水．乙醛分别在阴、阳极发生反应，转化为乙醇和乙酸．实验室以一定浓度的乙醛-Na2SO4溶液为电解质溶液，模拟乙醛废水的处理过程，其装置如图所示．下列说法不正确的是（　　）21世纪教育网版权所有
A.电解过程中，阳极附近的乙醛被氧化B.阳极反应CH3CHO-2e-+H2O═CH3COOH+2H+C.若以CH4-空气燃料电池为直流电源，燃料电池的b极应通入CH4D.现处理含1mol乙醛的废水，至少需转移2mol电子【分析】
A．电解池阴极上发生的还原反应； B．电解池阳极发生氧化反应，乙醛在阳极上失去电子生成乙酸； C．a为正极，b为负极，负极发生氧化反应，通入甲烷； D.1mol乙醛转化为乙醇或者转化为乙酸，转移2mol电子． 21*cnjy*com
【解答】
A．电解过程中，阴极附近的乙醛被还原，故A错误； B．电解池阳极发生氧化反应，乙醛在阳极上失去电子生成乙酸，电极反应式为：CH3CHO-2e-+H2O═CH3COOH+2H+，故B正确； C．连接电解池阴极的是原电池负极，负极上燃料失电子发生氧化反应，a为正极，b为负极，燃料电池的a极应通入空气，故C正确； D.1mol乙醛转化为乙醇或者转化为乙酸，转移2mol电子，故D正确； 故选A．
【答案】A
研究人员发现了一种“水’’电池，其总反应为：5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl．如图用“水”电池为电源电解NaCl溶液的实验中，X电极上有无色气体逸出．下列有关分析正确的是（　　）
A.I为负极，其电极反应式为Ag+Cl--e-=AgClB.“水”电池内Na+不断向负极作定向移动C.每转移1mole-，U型管中消耗0.5mol H2OD.开始时U型管中Y极附近pH逐渐增大【分析】
X电极上有无色气体逸出，应为阴极，生成氢气，则Ⅰ为负极，Ⅱ为正极，根据电池总反应可判断出反应中Ag的化合价升高，被氧化，Ag应为原电池的负极，AgCl是氧化产物；方程式中5MnO2生成1Na2Mn5O10，化合价共降低了2价，所以每生成1molNa2Mn5O10转移2mol电子；在原电池中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，以形成闭合电路，以此解答该题．
【解答】
A．X电极上有无色气体逸出，应为阴极，生成氢气，则Ⅰ为负极，Ⅱ为正极，负极发生Ag+Cl--e-=AgCl，故A正确； B．原电池工作时，阳离子向正极移动，故B错误； C．每转移1mole-，由2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑，可知生成0.5mol氢气，消耗1mol水，故C错误； D．Y为阳极，生成氯气，氯气与水反应呈酸性，pH减小，故D错误． 故选A． 【答案】A
某同学按如图所示的装置进行试验．A、B为两种常见金属，它们的硫酸盐可溶于水．当K闭合时，在交换膜处SO42-从右向左移动．下列分析错误的是（　　）
A.金属活动性A强于BB.反应初期，y电极的电极反应为：2Cl--2e-=Cl2↑C.反应初期，x电极周围出现白色沉淀，后来电极附近沉淀溶解D.电解一段时间后将AlCl3溶液倒入烧杯并搅拌可得到偏铝酸盐溶液【分析】
该装置中右边装置不能自发的进行氧化还原反应是不能构成原电池只能形成电解池，左边装置中能发生的进行氧化还原反应且符合原电池的构成条件所以是原电池．当K闭合时，SO42-从右向左移动，原电池中阴离子移向负极，说明A为负极，B为正极，即A的金属活动性大于B；连接B的y极为Y阳极，连接A的x极为阴极，电解池工作时，y极上氯离子失电子发生氧化反应，电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，x极上发生的电极反应式为2H++2e-=H2↑，以此解答该题．
【解答】
A、当K闭合时，SO42-从右向左移动，原电池中阴离子移向负极，说明A为负极，B为正极，即A的金属活动性大于B，故A正确； B、Y为阳极，发生氧化反应，电极方程式为2Cl--2e-═Cl2↑，故B正确； C、右边装置中y极上发生的电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，x极上发生的电极反应式为2H++2e-=H2↑，由于氢离子放电而氢氧根离子不放电导致溶液呈碱性，铝离子和氢氧根离子反应生成难溶性的氢氧化铝，氢氧化铝和氢氧化钠反应生成可溶性的偏铝酸钠，故C正确； D、电解AlCl3溶液，y极上发生的电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，x极上发生的电极反应式为2H++2e-=H2↑，由于氢离子放电而氢氧根离子不放电导致溶液呈碱性，铝离子和氢氧根离子反应生成难溶性的氢氧化铝，氢氧化铝和氢氧化钠反应生成可溶性的偏铝酸钠，溶液中不存在过量的NaOH，将AlCl3溶液倒入烧杯并搅拌不能得到偏铝酸盐溶液，故D错误； 故选D． www-2-1-cnjy-com
【答案】D
13.有关电化学知识的描述正确的是（　　）A.理论上说，任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池B.某原电池反应为Cu+2AgNO3═Cu(NO3)2+2Ag，装置中的盐桥内可以是含琼脂的KCl饱和溶液C.因为铁的活泼性强于铜，所以将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中组成原电池，必是铁做负极、铜做正极D.CaO+H2O═Ca(OH)2，可以放出大量的热，故可把该反应设计成原电池，把其中的化学能转化为电能【分析】
A、构成原电池内界条件是自发的发生氧化还原反应； B、盐桥中的物质一般是强电解质，且不和电解质溶液中的电解质反应； C、活泼性强的金属作负极发生氧化反应，而Fe在浓HNO3中钝化，因此Fe做正极，Cu做负极； D、能设计成原电池的反应必须是自发进行的放热的氧化还原反应；
【解答】
A、构成原电池内界条件是自发的发生氧化还原反应，所以理论上说，任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池，故A正确； B、在原电池的正极端氯离子和银离反应，所以不可以用KCl饱和溶液制得的琼脂，故B错误； C、活泼性强的金属作负极发生氧化反应，铁与铜作电极，铁与浓硝酸发生钝化现象，所以铜是负极，故C错误； D、能设计成原电池的反应必须是自发进行的放热的氧化还原反应，该反应不是氧化还原反应，所以不能设计成原电池，故D错误； 故选A． 【答案】A21教育名师原创作品
14.锂空气电池充放电基本原理如图所示，下列说法不正确的是（　　）
A.充电时，锂离子向阴极移动B.充电时阴极电极反应式为：Li++e-═LiC.放电时正极电极反应式为：O2+4e-+2H2O═4OH-D.负极区的有机电解液可以换成水性电解液【分析】
A、充电时的原理是电解池原理，电解质中的阳离子移向阴极； B、充电时阴极上发生得电子的还原反应； C、放电时原理是原电池原理，正极上发生得电子的还原反应； D、金属锂可以和水之间发生反应，据此回答．
【解答】
A、充电时的原理是电解池原理，电解质中的阳离子移向阴极，即锂离子向阴极移动，故A正确； B、充电时阴极上发生得电子的还原反应，即Li++e-═Li，故B正确； C、放电时原理是原电池原理，正极上发生得电子的还原反应O2+4e-+2H2O═4OH-，故C正确； D、金属锂可以和水之间发生反应，所以负极区的有机电解液可以换成水性电解液，故D错误． 故选D．
【答案】D
15.下列叙述不正确的是（　　）A.工业上电解饱和食盐水的阳极反应为：2Cl--2e-═Cl2↑B.船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐蚀C.钢铁吸氧腐蚀的正极反应为：O2+2H2O+4e-═4OH-D.铁表面镀锌，铁作阳极【分析】
A、电解饱和食盐水时，阳极上氯离子放电； B、在原电池中，活泼的做负极； C、钢铁的吸氧腐蚀中，正极上氧气放电； D、在铁表面镀锌，需要将锌先反应为锌离子，然后在铁表面析出．
【解答】
A、电解饱和食盐水时，阳极上氯离子放电，电极反应为2Cl--2e-═Cl2↑，故A正确； B、在原电池中，活泼的做负极，与轮船形成原电池，锌作负极，船体做正极被保护，故B正确； C、钢铁的吸氧腐蚀中，正极上氧气放电，电极反应为：O2+2H2O+4e-═4OH-，故C正确； D、在铁表面镀锌，需要将锌先反应为锌离子，然后在铁表面析出，故锌应做阳极，故D错误． 故选D． 【答案】D
16.如图所示是一种酸性燃料电池酒精检测仪，具有自动吹气流量侦测与控制的功能，非常适合进行现场酒精检测．下列说法不正确的是（　　）
A.电流由O2所在的铂电极流出B.该电池的负极反应式为：CH3CH2OH+3H2O-12e-═2CO2↑+12H+C.O2所在的铂电极处发生还原反应D.微处理器通过检测电流大小而计算出被测气体中酒精的含量【分析】
该装置中含有质子交换膜，则电解质溶液为酸性，酸性条件下，乙醇燃料电池中，负极上乙醇失电子发生氧化反应，正极上是氧气得电子的还原反应；根据图示得出酸性燃料电池的反应物和生成物，再根据原电池原理写出该电池的反应式来判断．
【解答】
A、乙醇燃料电池中，负极上乙醇失电子发生氧化反应，正极上是氧气得电子的还原反应，电流由正极流向负极，故A正确； B、该电池的负极上乙醇失电子发生氧化反应，由装置图可知酒精在负极被氧气氧化发生氧化反应生成醋酸，CH3CH2OH-4e-+H2O=4H++CH3COOH，故B错误； C、乙醇燃料电池中，正极上是氧气得电子的还原反应，O2所在的铂电极处发生还原反应，故C正确； D、根据微处理器通过检测电流大小可以得出电子转移的物质的量，根据电极反应式可以计算出被测气体中酒精的含量，故D正确． 故选B．
【答案】B
17.在下列环境中，铁制品最容易生锈的是（　　）A.放在纯净的氧气中????????B.放在干燥的空气中C.放在潮湿的空气中????????D.浸没在蒸馏水中【分析】
铁与氧气和水充分接触时容易生锈，水和氧气同时存在是铁生锈的必要条件；如果缺少水或缺少氧气，或者缺少氧气和水，铁就不容易生锈．
【解答】
A、常温下，在纯净的氧气中，铁与氧气不反应，故A错误； B、在干燥空气中缺少水，铁不容易生锈，故B错误； C、在潮湿空气中，铁与水和氧气充分接触，容易生锈．故C正确； D、浸没在蒸馏水中可以使铁与氧气隔绝，不容易生锈，故D错误； 故选C．
【答案】C
18.以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示． 关于该电池的叙述不正确的是（　　）
A.该电池不能在高温下工作B.电池右侧电极反应为：C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2↑+24H+C.放电过程中，H+通过质子交换膜向电池右侧迁移D.在电池反应中，每消耗1mol氧气，理论上能生成CO2 22.4 L（标况）【分析】2-1-c-n-j-y
A、从蛋白质的性质：高温下会变性分析； C．原电池内部阳离子向正极移动； B．原电池负极发生失电子的氧化反应，据此书写电极反应； D．根据正负极电极反应式结合电子守恒进行计算．
【解答】
A、高温条件下微生物会变性，该电池不能够在高温下工作，故A正确； B、负极是葡萄糖失电子生成二氧化碳，电极反应为C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2↑+24H+，故B正确； C、原电池内部阳离子应向正极移动，即H+通过质子交换膜向电池右侧迁移，故C错误； D、正极反应式为O2+4e-+4H+═2H2O，对比负极反应可知，消耗1mol氧气生成1mol二氧化碳，标准状况下体积是22.4L，故D正确； 故选C．
【答案】C
二、非选择题（本题包括4小题．共46分）
19.(12分)如图装置所示，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同（假设通电前后溶液体积不变），A、B为外接直流电源的两极．将直流电源接通后，F极附近呈红色．请回答下列问题：
（1）B极是电源的 ______ ；一段时间后，丁中X极附近的颜色逐渐变浅，Y极附近的颜色逐渐变深，这表明 ______ ，在电场作用下向Y极移动． （2）若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时，对应单质的物质的量之比为 ______ ． （3）若将C电极换为铁，其他装置都不变，则甲中发生总反应的离子方程式是 ______ ． （4）现用丙装置给铜件镀银，则H应该是 ______ （填“镀层金属”或“镀件”）．当乙中溶液的pH是13时（乙溶液体积为500mL，不考虑反应过程溶液体积变化），丙中镀件上析出银的质量为 ______ g．
【分析】
（1）将直流电源接通后，F极附近呈红色，可知道氢离子在该电极放电，所以F即是阴极，并得到其他各个电极的名称，硫酸铜中铜离子减少导致溶液颜色的变化，胶体的胶粒带点电，即电泳实验证明的结论； （2）C、D、E、F电极转移的电子数目相等，根据转移电子数可计算生成的单质的量； （3）铁电极做阳极则该电极放电的是金属铁本身； （4）电镀装置中，镀层金属必须做阳极，镀件做阴极，各个电极上转移的电子数是相等的．
【解答】
将直流电源接通后，F极附近呈红色，说明F极显碱性，是氢离子在该电极放电，所以F即是阴极，可得出D、F、H、Y均为阴极，C、E、G、X均为阳极，A是电源的正极，B是负极； （1）B电极是电源的负极，在A池中，电解硫酸铜的过程中，铜离子逐渐减少，导致溶液颜色变浅，Y极是阴极，该电极颜色逐渐变深，说明氢氧化铁胶体向该电极移动，异性电荷相互吸引，所以氢氧化铁胶体粒子带正电荷，故答案为：负极；氢氧化铁胶体粒子带正电荷； （2）C、D、E、F电极发生的电极反应分别为：4OH-═O2↑+2H2O+4e-、Cu2++2e-═Cu、2Cl-═Cl2↑+2e-、2H++2e-═H2↑，当各电极转移电子均为1mol时，生成单质的量分别为：0.25mol、0.5mol、0.5mol、0.5mol，所以单质的物质的量之比为1：2：2：2，故答案为：1：2：2：2； （3）C电极换为铁，则阳极铁失电子，阴极铜离子得电子，电解池反应为：Fe+Cu2+Cu+Fe2+，故答案为：Fe+Cu2+Cu+Fe2+； （4）电镀装置中，镀层金属必须做阳极，镀件做阴极，所以H应该是镀件，当乙中溶液的pH是13时（此时乙溶液体积为500mL）时，根据电极反应2H++2e-═H2↑，则放电的氢离子的物质的量为：0.1mol/l×0.5L=0.05mol，当转移0.05mol电子时，丙中镀件上析出银的质量=108g/mol×0.05mol=5.4g，故答案为：镀件；5.4．
【答案】
（1）负极；氢氧化铁胶体粒子带正电荷； （2）1：2：2：2； （3）Fe+Cu2+Cu+Fe2+； （4）镀件；5.4． 21·cn·jy·com
20.(10分)写出电极反应式： （1）钢铁的吸氧腐蚀 正极： ；负极： ． （2）氢氧燃料电池（稀硫酸作电解质） 正极： ；负极： ．
【分析】
（1）钢铁发生吸氧腐蚀时，正极上氧气得电子发生还原反应、负极上铁失电子发生氧化反应； （2）氢氧燃料酸性电池中，正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，负极上氢气失电子生成氢离子．
【解答】
（1）钢铁发生吸氧腐蚀时，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O2+4e-+2H2O═4OH-，负极上铁失电子发生氧化反应，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，故答案为：O2+4e-+2H2O═4OH-；Fe-2e-=Fe2+； （2）氢氧燃料酸性电池中，正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，负极上氢气失电子生成氢离子，正极反应式为O2+4H++4e-═2H2O，负极反应式为2H2-4e-═4H+；故答案为：O2+4H++4e-═2H2O；2H2-4e-═4H+． 【答案】
（1）O2+4e-+2H2O═4OH-；Fe-2e-=Fe2+； （2）O2+4H++4e-═2H2O；2H2-4e-═4H+．
(12分)将Zn棒和Cu棒用导线连接后，放入某电解质溶液中，构成如图所示装置．试回答下列问题：
Ⅰ．若电解质溶液为稀硫酸， （1）Zn棒为原电池的 ______ 极，其电极反应式为 ： ． （2）Cu棒为原电池的 ______ 极，其电极反应式为 ： ． Ⅱ．若电解质为硫酸铜溶液， （3）Cu棒上发生 ______ 反应． （4）若在上述两个过程中，转移电子数相等，则Cu棒上Ⅰ和Ⅱ所析出物质的质量之比为 ______ ．21·世纪*教育网
【分析】
（1）铜锌原电池中，活泼金属作负极，则锌为负极，负极上锌失去电子生成锌离子； （2）铜为正极，铜棒上氢离子得到电子生成氢气； （3）若为硫酸铜溶液，铜棒上铜离子得到电子生成铜，发生还原反应； （4）根据原电池两极上得失电子数目相等计算生成氢气和铜的物质的量．
【解答】
（1）将Zn棒和Cu棒用导线连接后，若电解质溶液为稀硫酸，则锌为负极，铜为正极，负极反应为：Zn-2e-=Zn2+， 故答案为：负；Zn-2e-=Zn2+； （2）正极上氢离子得到电子生成氢气，电极反应式为：2H++2e-=H2↑， 故答案为：正极；2H++2e-=H2↑； （3）将Zn棒和Cu棒用导线连接后，若电解质为硫酸铜溶液，则在正极上析出铜，锌为负极，负极反应为Zn-2e-=Zn2+，正极反应为：Cu2++2e-=Cu，正极发生了还原反应， 故答案为：还原；Cu2++2e-=Cu； （4）若在上述两个过程中，转移电子数相等，设为1mol电子，则：Cu棒上（Ⅰ）所析出物质的物质的量为：=0.5mol，（Ⅱ）所析出物质的物质的量为：=0.5mol，Cu棒上（Ⅰ）和（Ⅱ）所析出物质的物质的量相等，其物质的量之比为1：1， 故答案为：1：1． 【答案】
（1）负；Zn-2e-=Zn2+； （2）正极；2H++2e-=H2↑； （3）还原；Cu2++2e-=Cu； （4）1：1．
(12分)用惰性电极电解200mL一定浓度的硫酸铜溶液，实验装置如图①所示，电解过程中的实验数据如图②所示，横坐标表示电解过程中转移电子的物质的量，纵坐标表示电解过程中产生气体的总体积（标准状况）．
（1）下列说法正确的是 ______ （填序号）． A．电解过程中，b电极表面先有红色物质析出，后有气泡产生 B．a电极上发生的反应为2H++2e-═H2↑和4OH--4e-═2H2O+O2↑ C．从P点到Q点时收集到的混合气体的平均摩尔质量为12g?mol-1 D．OP段表示H2和O2混合气体的体积变化，PQ段表示O2的体积变化 （2）如果要使溶液恢复到电解前的状态，向溶液中加入0.8gCuO即可，则电解后溶液的C（H+）= ______ ． （3）如果向所得的溶液中加入0.1molCu(OH)2后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH，电解过程中转移的电子为 ______ mol． （4）如果向所得的溶液中加入0.1molCu2(OH)2CO3后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH（不考虑CO2的溶解），电解过程中转移的电子为 ______ mol．
【分析】
（1）由图可知，电流由正极流向负极，则b为阳极，a为阴极，惰性电极电解一定量的硫酸铜溶液，发生2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4，结合图2可知，通过0.2mol电子时电解硫酸铜，然后电解硫酸溶液，发生2H2O2H2↑+O2↑，P到Q点时收集到的混合气体为氢气和氧气，以此来解答； （2）由信息可知，电解发生2H2O+2CuSO42Cu+O2↑+2H2SO4，向所得溶液中加入0.8g即=0.01mol CuO充分反应后，溶液恰好恢复到电解前的状态，则电解中生成0.01molCu，以此来解答； （3）根据电解池的工作原理，要想让电解后的电解质复原，则遵循的原则是：出什么加什么，加入Cu(OH)2后溶液与电解前相同，则铜离子和氢氧根放电； （4）电解硫酸铜溶液后溶液呈酸性，向电解后的溶液中加入碱式碳酸铜能恢复原溶液，碱式碳酸铜和硫酸反应生成硫酸铜、水和二氧化碳，溶液质量增加的量是铜、氢氧根离子，所以实际上电解硫酸铜溶液分两个阶段： 第一阶段2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4， 第二阶段：2H2O2H2↑+O2↑， 将碱式碳酸铜化学式改变为2CuO?H2O?CO2，所以加入0.1molCu2(OH)2CO3就相当于加入0.2molCuO和0.1mol水，根据氧化铜和水的量计算即可． 【解答】
（1）由图可知，电流由正极流向负极，则b为阳极，a为阴极，惰性电极电解一定量的硫酸铜溶液，发生2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4，结合图2可知，通过0.2mol电子时电解硫酸铜，然后电解硫酸溶液，发生2H2O2H2↑+O2↑， A．b为阳极，溶液中的氢氧根离子放电，则不会有红色物质析出，故A错误； B．a为阴极，先发生Cu2++2e-=Cu，后发生2H++2e-=H2↑，故B错误； C．到Q点时收集到的混合气体为氢气和氧气，由电解水反应可知0.2mol电子通过时生成0.1molH2、0.05molO2，则混合气体的平均摩尔质量为
=12g?mol-1，故C正确； D．由上述分析可知，曲线0～P段表示O2的体积变化，曲线P～Q段表示H2和O2混合气体的体积变化，故D错误； 故选C； （2）由信息可知，电解发生2H2O+2CuSO42Cu+O2↑+2H2SO4，向所得溶液中加入0.8g即=0.01molCuO充分反应后，溶液恰好恢复到电解前的状态，则电解中生成0.01molCu，同时生成0.01molH2SO4，所以电解后溶液的C（H+）==0.1mol/L，故答案为：0.1mol/L； （3）Cu（OH）2从组成上可看成CuO?H2O，加入0.1molCu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度和pH，即电解生成了0.1mol铜，并电解了0.1molH2O，由电解的总反应式：2H2O+2CuSO42Cu+O2↑+2H2SO4转移电子 2mol????????????????????????? ? ?4mol 0.1mol??????????????????????? ?? 0.2mol 2H2O2H2↑+O2↑?转移电子? 2mol???????????????? 4mol 0.1mol?????????????? ?0.2mol 所以电解过程中共转移电子为0.4mol．故答案为：0.4； （4）电解硫酸铜溶液后溶液呈酸性，向电解后的溶液中加入碱式碳酸铜能恢复原溶液，碱式碳酸铜和硫酸反应生成硫酸铜、水和二氧化碳，溶液质量增加的量是铜、氢氧根离子，所以实际上电解硫酸铜溶液分两个阶段： 第一阶段2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4， 第二阶段：2H2O2H2↑+O2↑， 将碱式碳酸铜化学式改变为2CuO?H2O?CO2，所以加入0.1molCu2(OH)2CO3就相当于加入0.2molCuO和0.1mol水， 第一阶段：根据铜原子守恒知，电解硫酸铜溶液析出n（Cu）=n（CuO）=0.2mol，转移电子的物质的量=0.2mol×2=0.4mol； 第二阶段：电解生成0.1mol水转移电子的物质的量=0.1mol×2=0.2mol， 所以电解过程中共转移的电子数为0.4mol+0.2mol=0.6mol，故答案为：0.6． 【答案】
（1）C； （2）0.1mol/L； （3）0.4； （4）0.6．
2016-2017学年高二上学期 第四章 电化学基础
单元测试题
一、选择题（本题包括18小题．每小题3分．共54分．每小题只有一个选项符合题意．）
1.下列有关燃料电池的说法正确的是（　　）A.氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能B.燃料电池的能量转化率可达100%C.燃料电池与干电池或蓄电池的主要差别在于反应物不是储存在电池内部，而是由外设装备提供燃料和氧化剂D.氢氧燃料电池工作时氢气在正极被氧化2-1-c-n-j-y
2.把a、b、c、d四块金属片浸泡在稀硫酸中，用导线两两相连可以组成各种原电池．若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，d上有气泡逸出；a、c相连时，a极减轻；b、d相连时，b为正极．则这四种金属活泼性顺序由强到弱的顺序为（　　）A.a＞b＞c＞d?B.a＞c＞b＞d?C.a＞c＞d＞b?D.b＞d＞a＞c【来源：21cnj*y.co*m】
3.某小组为研究电化学原理，设计如图装置．下列叙述不正确的是（　　）
A.a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出B.a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为：Cu2++2e-═CuC.a和b用导线连接时，电子由铜电极流向铁电极D.无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色【出处：21教育名师】
4.下列有关电池的说法不正确的是（　　）A.铅蓄电池属于二次电池B.锂离子电池是一种一次性电池C.氢氧燃料电池可把化学能转化为电能D.镍镉电池中，Cd为负极，NiO(OH)为正极【版权所有：21教育】
5.据报道，以硼氢化合物NaBH4（B元素的化合价为+3价）和H2O2做原料的燃料电池，负极材料采用Pt/C．正极材料采用MnO2，可用做空军通信卫星电源，其丁作原理如图所示．下列说法中错误的是（　　）
A.电池放电时Na+从a极区移向b极区B.电极b采用MnO2，MnO2既做电极材料又有催化作用C.该电池的负极反应为BH4-+8OH- 一8e-═BO2-+6H2OD.每消耗3molH2O2，转移的电子为3mol
6.如图所示，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U型管中．下列分析正确的是（　　）A.K1闭合，铁棒上发生的反应为2H++2e-→H2↑B.K1闭合，石墨棒周围溶液pH逐渐降低C.K2闭合，铁棒不会被腐蚀，属于外加电流的阴极保护法D.K2闭合，电路中通过0.4NA个电子时，两极共产生4.48L气体2·1·c·n·j·y
7.由铜、锌和稀硫酸组成的原电池工作时，下列说法正确的是（　　）A.电能转化为化学能??? ?????B.铜片上产生大量的气泡C.原电池中锌是正极，发生氧化反应? D.溶液的pH值减小
8.硼氢化钠（NaBH4）和H2O2作原料的燃料电池，负极材料采用Pt/C，正极材料采用MnO2，其工作原理如图．下列说法正确的是（　　）
A.电极a为正极，b为负极B.放电时，Na+从b极区移向a极区C.电极b上发生的电极反应为H2O2+2e-═2OH-D.每生成1 mol BO2-转移6 mol电子
9.将0.2moL AgNO3、0.4moLCu(NO3)2、0.6moLKCl溶于水，配成100mL的溶液，用石墨做电极电解一段时间后，在一极析出0.3moLCu，此时在另一极收集到气体体积为（标况）（）A.4.48L????B.5.6L????C.6.72L????D.7.84L21世纪教育网版权所有
10.最近有研究人员利用隔膜电解法处理高浓度的乙醛废水．乙醛分别在阴、阳极发生反应，转化为乙醇和乙酸．实验室以一定浓度的乙醛-Na2SO4溶液为电解质溶液，模拟乙醛废水的处理过程，其装置如图所示．下列说法不正确的是（　　）
A.电解过程中，阳极附近的乙醛被氧化B.阳极反应CH3CHO-2e-+H2O═CH3COOH+2H+C.若以CH4-空气燃料电池为直流电源，燃料电池的b极应通入CH4D.现处理含1mol乙醛的废水，至少需转移2mol电子
研究人员发现了一种“水’’电池，其总反应为：5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl．如图用“水”电池为电源电解NaCl溶液的实验中，X电极上有无色气体逸出．下列有关分析正确的是（　　）21·世纪*教育网
A.I为负极，其电极反应式为Ag+Cl--e-=AgClB.“水”电池内Na+不断向负极作定向移动C.每转移1mole-，U型管中消耗0.5mol H2OD.开始时U型管中Y极附近pH逐渐增大www.21-cn-jy.com
某同学按如图所示的装置进行试验．A、B为两种常见金属，它们的硫酸盐可溶于水．当K闭合时，在交换膜处SO42-从右向左移动．下列分析错误的是（　　）
A.金属活动性A强于BB.反应初期，y电极的电极反应为：2Cl--2e-=Cl2↑C.反应初期，x电极周围出现白色沉淀，后来电极附近沉淀溶解D.电解一段时间后将AlCl3溶液倒入烧杯并搅拌可得到偏铝酸盐溶液
13.有关电化学知识的描述正确的是（　　）A.理论上说，任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池B.某原电池反应为Cu+2AgNO3═Cu(NO3)2+2Ag，装置中的盐桥内可以是含琼脂的KCl饱和溶液C.因为铁的活泼性强于铜，所以将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中组成原电池，必是铁做负极、铜做正极D.CaO+H2O═Ca(OH)2，可以放出大量的热，故可把该反应设计成原电池，把其中的化学能转化为电能
14.锂空气电池充放电基本原理如图所示，下列说法不正确的是（　　）
A.充电时，锂离子向阴极移动B.充电时阴极电极反应式为：Li++e-═LiC.放电时正极电极反应式为：O2+4e-+2H2O═4OH-D.负极区的有机电解液可以换成水性电解液
15.下列叙述不正确的是（　　）A.工业上电解饱和食盐水的阳极反应为：2Cl--2e-═Cl2↑B.船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐蚀C.钢铁吸氧腐蚀的正极反应为：O2+2H2O+4e-═4OH-D.铁表面镀锌，铁作阳极
16.如图所示是一种酸性燃料电池酒精检测仪，具有自动吹气流量侦测与控制的功能，非常适合进行现场酒精检测．下列说法不正确的是（　　）21*cnjy*com
A.电流由O2所在的铂电极流出B.该电池的负极反应式为：CH3CH2OH+3H2O-12e-═2CO2↑+12H+C.O2所在的铂电极处发生还原反应D.微处理器通过检测电流大小而计算出被测气体中酒精的含量www-2-1-cnjy-com
17.在下列环境中，铁制品最容易生锈的是（　　）A.放在纯净的氧气中????????B.放在干燥的空气中C.放在潮湿的空气中????????D.浸没在蒸馏水中21教育名师原创作品
18.以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示． 关于该电池的叙述不正确的是（　　）
A.该电池不能在高温下工作B.电池右侧电极反应为：C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2↑+24H+C.放电过程中，H+通过质子交换膜向电池右侧迁移D.在电池反应中，每消耗1mol氧气，理论上能生成CO2 22.4 L（标况）【来源：21·世纪·教育·网】
二、非选择题（本题包括4小题．共46分）
19.(12分)如图装置所示，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同（假设通电前后溶液体积不变），A、B为外接直流电源的两极．将直流电源接通后，F极附近呈红色．请回答下列问题： 　　21*cnjy*com
（1）B极是电源的 ______ ；一段时间后，丁中X极附近的颜色逐渐变浅，Y极附近的颜色逐渐变深，这表明 ______ ，在电场作用下向Y极移动． （2）若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时，对应单质的物质的量之比为 ______ ． （3）若将C电极换为铁，其他装置都不变，则甲中发生总反应的离子方程式是 ______ ． （4）现用丙装置给铜件镀银，则H应该是 ______ （填“镀层金属”或“镀件”）．当乙中溶液的pH是13时（乙溶液体积为500mL，不考虑反应过程溶液体积变化），丙中镀件上析出银的质量为 ______ g．21教育网
20.(10分)写出电极反应式： （1）钢铁的吸氧腐蚀 正极： ；负极： ． （2）氢氧燃料电池（稀硫酸作电解质） 正极： ；负极： ．
(12分)将Zn棒和Cu棒用导线连接后，放入某电解质溶液中，构成如图所示装置．试回答下列问题：
Ⅰ．若电解质溶液为稀硫酸， （1）Zn棒为原电池的 ______ 极，其电极反应式为 ： ． （2）Cu棒为原电池的 ______ 极，其电极反应式为 ： ． Ⅱ．若电解质为硫酸铜溶液， （3）Cu棒上发生 ______ 反应． （4）若在上述两个过程中，转移电子数相等，则Cu棒上Ⅰ和Ⅱ所析出物质的质量之比为 ______ ．21cnjy.com
(12分)用惰性电极电解200mL一定浓度的硫酸铜溶液，实验装置如图①所示，电解过程中的实验数据如图②所示，横坐标表示电解过程中转移电子的物质的量，纵坐标表示电解过程中产生气体的总体积（标准状况）． 21·cn·jy·com
（1）下列说法正确的是 ______ （填序号）． A．电解过程中，b电极表面先有红色物质析出，后有气泡产生 B．a电极上发生的反应为2H++2e-═H2↑和4OH--4e-═2H2O+O2↑ C．从P点到Q点时收集到的混合气体的平均摩尔质量为12g?mol-1 D．OP段表示H2和O2混合气体的体积变化，PQ段表示O2的体积变化 （2）如果要使溶液恢复到电解前的状态，向溶液中加入0.8gCuO即可，则电解后溶液的C（H+）= ______ ． （3）如果向所得的溶液中加入0.1molCu(OH)2后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH，电解过程中转移的电子为 ______ mol． （4）如果向所得的溶液中加入0.1molCu2(OH)2CO3后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH（不考虑CO2的溶解），电解过程中转移的电子为 ______ mol．